45.Что такое коэффициент теплопередачи, и от чего он зависит?

где коэффициент теплоотдачи,

Он характеризует интенсивность процесса теплопередачи от одного теплоносителя к другому через разделяющую их плоскую стенку. Численное значение коэффициента теплопередачи равно тепловому потоку от одного теплоносителя к другому через 1 м² разделяющей их плоской стенки при разности температур теплоносителей в 1 К. В случае многослойной стенки вместо отношения в формулы, следует подставлять сумму этих отношений для каждого слоя.

Коэффициент теплопередачи есть чисто расчетная величина, которая определяется коэффициентами теплоотдачи с обеих сторон стенки и ее термическим сопротивлением. Важно подчеркнуть, что коэффициент теплопередачи никогда не может быть больше , и . Сильнее всего он зависит от наименьшего из этих значений, оставаясь всегда меньше его. В предельном случае, когда, например,

Коэффициентом теплопередачи пользуются и при расчете теплового потока через тонкие цилиндрические стенки (трубы), если d_H/d_BH<l,5:

Площадь поверхности трубы F_Tp считают при этом с той ее стороны, с которой коэффициент теплоотдачи меньше. Если же коэффициенты близки друг к другу, , то целесообразно площадь считать по среднему диаметру трубы d = 0,5 (d_вн + dн). В этом случае погрешность от замены в расчетах цилиндрической стенки на плоскую будет минимальна.

46.Закон Стефана-Больцмана.

Поверхностная плотность потока интегрального излучения абсолютно черного тела в зависимости от его температуры описывается законом Стефана — Больцмана:

Здесь _о=5,67*10^-8 Вт/(м²*К⁴)—постоянная Стефана—Больцмана. Для технических расчетов закон Стефана— Больцмана обычно записывают в виде

где Со = _о*1О⁸ = 5,67 Вт/(м²*К⁴) называется коэффициентом излучении абсолютно черного тела, Тела, с которыми мы имеем дело на практике, излучают меньше тепловой энергии, чем абсолютно черное тело при той же температуре.

Отношение поверхностной плотности потока собственного интегрального излучения Е данного тела к поверхностной плотности потока интегрального излучения Ео абсолютно черного тела при той же температуре называется степенью черноты этого тела:

Степень черноты е меняется для различных тел от нуля д единицы в зависимости от материала, состояния поверхности и температуры. Используя понятие степени черноты, можно записать закон Стефана—Больцмана для реального тела:

47.Как расчесать тепловой поток теплопроводностью через плоскую стенку?

Oпределение плотности теплового потока, передаваемого через плоскую стенку толщиной , на поверхностях которой поддерживаются температуры t_c1 и t_C2 (рис. 8.2). Температура изменяется только по толщине пластины — по одной координате х. Такие задачи называются одномерными, решения их наиболее просты, и в данном курсе мы ограничимся рассмотрением только одномерных задач. Учитывая, что для одномерного случая

и используя основной закон теплопроводности (8.1), получаем дифференциальное уравнение стационарной теплопроводности для плоской стенки:

В стационарных условиях, когда энергия не расходуется на нагрев, плотность теплового потока q неизменна по толщине стенки. В большинстве практических задач приближенно предполагается, что коэффициент теплопроводности не зависит от температуры и одинаков по всей толщине стенки. Значение находят в справочниках при температуре

t=0,5(t_с1+t_с2),

средней между температурами поверхностей стенки. При = const

dt/dx =—q/ = const,

т. е. зависимость температуры t от ко­ординаты х линейна (см. рис. 8.2).

Разделив переменные, в уравнении и проинтегрировав по t от t_c1 до t_c2 и по х от 0 до :

получим зависимость для расчета плотности теплового потока

q =(t_c1-t_c2)

или

Q = qF = (t_cl-t_e2) F/ .

Полученная простейшая формула имеет очень широкое распространение в тепловых расчетах. По этой формуле не только рассчитывают плотности теплового потока через плоские стенки, но и делают оценки для случаев более сложных, упрощенно заменяя в расчетах стенки сложной конфигурации на плоскую. Иногда уже на основании оценки тот или иной вариант отвергается без дальнейших затрат времени на его детальную проработку.

По формуле можно рассчитать коэффициент теплопроводности материала, если экспериментально замерить тепловой поток и разность температур на поверхностях пластины (стенки) известных размеров.

Отношение называется тепловой проводимостью стенки, а обратная величина тепловым или термическим сопротивлением стенки и обозначается . Пользуясь понятием термического сопротивления, формулу для расчета теплового потока можно представить в виде

Очень часто термическое сопротивление называют величину , которая равна термическому сопротивления плоской стенки площадью 1 м²